画能带时如何选取静态计算得到的费米能级?
第一步:在静态计算工作目录运行vaspkit-111命令,提取总态密度时会自动产生FERMI_ENERGY文件第二步:cp FERMI_ENERGY FERMI_ENERGY.in并拷贝到能带计算路径,然后运行vaspkit-211 for PBE(vaspkit-252 for HSE)命令。也可通过修改FERMI_ENERGY.in文件的第二行数字使费米能级到任意位置,例如价带顶。
本帖最后由 fshappy 于 2021-9-24 03:09 编辑
请教老师个问题,使用GGA+U方法和HSE方法计算ZnO能带时,全程使用vaspkit生成处理。
对于GGA+U方法,费米能级从pbe-scf的工作目录中读取(E-fermi : 0.8781),运行vapkit,输入211得到BAND_GAP文件如下:
+-------------------------- Summary ----------------------------+
Band Character: Direct
Band Gap (eV): 2.8525
Eigenvalue of VBM (eV): 0.8741
Eigenvalue of CBM (eV): 3.7266
HOMO & LUMO Bands: 18 19
Location of VBM:0.0000000.0000000.000000
Location of CBM:0.0000000.0000000.000000
+---------------------------------------------------------------+
可以看到VBM减去费米能级基本为0;但使用HSE方法计算时(我的计算步骤是按照vaspkit在线教程的做法,opt; pbe-scf; hse-band三步),我从pbe-scf结果中读取费米能级(E-fermi : 1.4688),运行vaspkit,输入252得到BAND_GAP文件如下:
+-------------------------- Summary ----------------------------+
Band Character: Direct
Band Gap (eV): 3.1614
Eigenvalue of VBM (eV): -0.4420
Eigenvalue of CBM (eV): 2.7194
HOMO & LUMO Bands: 18 19
Location of VBM:0.0000000.0000000.000000
Location of CBM:0.0000000.0000000.000000
+---------------------------------------------------------------+
可以看到VBM减费米能级不为0,这与前面GGA+U不一致。是哪里出了问题呢?这篇文献(https://doi.org/10.1088/1361-648X/aaa441)中VBM - E_fermi都在0处:
杂化能带计算时的费米能级是准确的,不需要从HSE-SCF计算中读取,再说也不能从PBE-SCF结果中读取费米能级。 vaspkit 发表于 2021-9-24 07:05
杂化能带计算时的费米能级是准确的,不需要从HSE-SCF计算中读取,再说也不能从PBE-SCF结果中读取费米能级。 ...
谢谢老师回复,我检查了下hse-band中的费米能级,OUTCAR中数值为(E-fermi :-0.1481);DOSCAR中的费米能级数值为:-0.14772028;两者有一点差别,那个更准确呢?另外这个费米能级数值仍然和VBM(-0.4420)不一致。
fshappy 发表于 2021-9-24 07:37
谢谢老师回复,我检查了下hse-band中的费米能级,OUTCAR中数值为(E-fermi :-0.1481);DOSCAR中的费米 ...
这点由于四舍五入的差别值得深究吗?费米能级和VBM一般不相等,哪本教科书上讲要一致? vaspkit 发表于 2021-9-24 09:01
这点由于四舍五入的差别值得深究吗?费米能级和VBM一般不相等,哪本教科书上讲要一致? ...
谢谢老师耐心解答,物理基础太薄弱了:(。半导体费米能级一般在禁带,与VBM一般不一致。但我比较疑惑上面文献中的态密度图,E - E_fermi在0 eV处都对应VBM?按照上面说的应该不太可能,感觉有点浑了
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